数列极限例题_数列的极限例题
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三、数列的极限
(1)n1}当n时的变化趋势.观察数列{1n问题:
当n无限增大时, xn是否无限接近于某一确定的数值?如果是, 如何确定? 通过上面演示实验的观察:
(1)n1当n无限增大时, xn1无限接近于1.n问题:“无限接近”意味着什么?如何用数学语言刻划它.xn1(1)n1给定
11 nn1111, 由, 只要n100时, 有xn1, 100n10010011,只要n1000时, 有xn1, 给定1000100011,只要n10000时, 有xn1, 给定10000100001给定0,只要nN([])时, 有xn1成立.定义
如果对于任意给定的正数(不论它多么小), 总存在正整数N, 使得对于nN时的一切xn, 不等式xna都成立, 那末就称常数a是数列xn的极限, 或者称数列xn收敛于a, 记为
limxna,或xna(n).n如果数列没有极限, 就说数列是发散的.注意:
N定义:limxna0,N0, 使nN时, 恒有xna.n其中记号:每一个或任给的;:至少有一个或存在.数列收敛的几何解释:
a2axN2x2x1xN1ax3x
当nN时, 所有的点xn都落在(a,a)内, 只有有限个(至多只有N个)落在其外.注意:数列极限的定义未给出求极限的方法.n(1)n11.例1 证明limnnn(1)n111 .证
注意到xn1 nn任给0, 若要xn1, 只要
11,或 n, n所以, 取 N[], 则当nN时, 就有 1n(1)n11.nn(1)n11.即limnn
重要说明:(1)为了保证正整数N,常常对任给的0,给出限制01;
n(1)n11”的详细推理
(2)逻辑“取 N[], 则当nN时, 就有
n1见下,以后不再重复说明或解释,对函数极限同样处理逻辑推理.由于N立.严格写法应该是:任给0, 不妨取01,若要11N1,所以当nN时一定成立nN11,即得
1成nn(1)n11111
n是成立
n(1)n111.xn1=
nnn(1)n11.即limnn小结: 用定义证数列极限存在时, 关键是任意给定0,寻找N, 但不必要求最小的N.例3证明limq0, 其中q1.nn证
任给0(要求ε
nnn若0q1, xn0q, nlnqln,nnlnln, 取N[](1), 则当nN时, 就有qn0, lnqlnqlimqn0.n0, q1,q1,, n
说明:当作公式利用:limq
n1, q1,不存在,q1.